一种具有高光效和高可靠性的UV LED器件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有高光效和高可靠性的UV LED器件，包括UV LED芯片、承载体、粘结剂、封盖和硅流体，所述UV LED芯片固定于所述承载体上，所述承载体与所述封盖通过粘结剂连接以形成密闭的腔体，所述硅流体填满所述腔体。利用紫外固化胶固化时无需加热且固化快速的特性，减少硅流体外溢时间，降低硅流体溢出量，从而减少粘接剂与硅流体的接触面积，增强所述承载体与所述封盖的粘结力。本实用新型专利技术在所述承载体与所述封盖的接触平台靠近腔体处设置凸台，减缓硅流体外溢的速度。

A UV LED device with high efficiency and reliability

【技术实现步骤摘要】
一种具有高光效和高可靠性的UVLED器件
本技术涉及紫外LED封装领域，尤其涉及一种具有高光效和高气密性的UVLED器件。
技术介绍
目前对于UV-LED封装工艺，较为常见的是覆铜氮化铝陶瓷材料作为封装支架，纯石英玻璃材料作为封盖透镜。覆铜氮化铝陶瓷支架和纯石英玻璃透镜之间的腔体，有无填充(腔体为真空)，气体填充，和非气体填充三类，其中无填充和气体填充方案中腔体折射率均接近1，而石英透镜折射率为1.4～1.6，因而从LED芯片发出的光进入腔体，然后进入石英透镜过程中存在较多的全反射损失。非气体填充方式包括固体和液体填充，固体填充多采用硅胶、环氧树脂，然而，环氧树脂材料因易黄化、变性，尤其在UV-LED封装领域不再使用；硅胶在可见光领域使用较为常见，而在UVC波段仍然存在开裂风险。采用液体作为填充材料，例如硅流体，硅流体常温下为液态，由Si-O和Si-CH3官能团组成，其主链由Si-O键合，其具有108Kcal/mol的高键合能，由于UVC和UVB能量分别为102Kcal/mol和91Kcal/mol，因此不容易被UVC(200～280nm)和UVB(280～320nm)光线破坏。硅流体的这种特性使其在260～350nm光线波长范围内呈透明状态，即具有91-95％高透光率，相比传统无填充材料的器件光功率提升50～70％；同时，硅流体折射率介于蓝宝石与石英透镜之间，器件内光学路径材料折射率逐步递减，避免空腔体时光线从空气进入石英玻璃透镜时出现的全反射损失，可增加器件出光效率。另外，硅流体填充在腔体内，可充当导热介质将热量传导至支架散出，使整个封装体热阻下降25～30％，可以增加器件整体散热性能。在实际生产过程中，支架与透镜之间的连接材料一般为硅胶、环氧树脂或无机材料等，均需加热。若同时采用液体封装，支架与透镜之间的腔体内充满液体填充材料，在加热硅胶、环氧树脂或无机材料等过程中，液体填充材料易受热膨胀流动，此时透镜、液体填充材料、支架三者均处于不稳定结构，一方面，液体填充材料会满溢到粘附剂区域与粘附剂混合，影响支架与透镜之间的连接效果；另一方面，透镜容易震动、产生偏移或倾斜，最终影响封装器件外观、出光效率以及可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是：提供一种阻挡液体填充材料与粘结剂接触，并具有高光效、高可靠性和气密性的UVLED器件。本技术提供了一种具有高光效和高可靠性的UVLED器件，其特征在于，包括UVLED芯片、承载体、粘结剂、封盖和硅流体，所述UVLED芯片固定于所述承载体底部中间的焊盘上，所述承载体与所述封盖通过粘结剂连接以形成密闭的腔体，所述硅流体填满所述腔体，所述粘结剂包含紫外固化胶。优选地，所述承载体四周向上形成第一围坝以使所述承载体成为碗杯形状，所述第一围坝上表面具有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台之间具有第一凹槽，所述粘结剂充满所述第一凹槽。优选地，所述第一凸台高于所述第二凸台，在所述第二凸台上表面均设置有纳米级三棱锥阵列或纳米级柱状阵列。优选地，所述封盖四周向下形成第二围坝以使所述封盖成为碗杯形状，所述第二围坝上表面具有第三凸台和第四凸台，所述第三凸台与所述第四凸台之间具有第二凹槽，所述粘结剂充满所述第二凹槽。优选地，所述第三凸台高于所述第四凸台，在所述第四凸台上表面均设置有纳米级三棱锥阵列或纳米级柱状阵列。优选地，所述纳米级三棱锥阵列底面半径为300-500nm，高度为200-400nm。优选地，所述纳米级柱状阵列底面半径为350-450nm，高度为250-350nm。优选地，所述粘结剂还包含硅胶，所述硅胶覆盖于所述紫外固化胶上方，以避免所述紫外固化胶与空气接触。优选地，所述粘结剂接触的所述封盖侧面设有遮光层。本技术提供的具有高光效和高可靠性的UVLED器件，使用紫外固化胶作为封盖与承载体之间的粘结剂，成本易控，室温照射条件下可迅速固化，材料固化后粘附力度强。由于在封盖和承载体粘结过程中，不经过加热，整个封装结构迅速地由不稳定结构转为稳定结构。本技术还在承载体或封盖的围坝上表面靠近腔体处设置有凸台，可阻挡紫外固化胶在固化前与硅流体接触。在凸台上表面制作均匀的百纳米级三棱锥或柱状阵列，相当于在凸台上表面形成若干容室，紫外固化胶迅速固化后，三棱锥阵列结构可吸收外溢的硅流体，从而进一步降低硅流体和紫外固化胶的互相影响，保证封盖的平整性和器件的可靠性。本技术在封盖侧面设置遮光层，可以保证在器件使用过程中UVLED芯片发出的紫外光不照射到设置于遮光层与围坝之间缝隙内的粘结剂，防止粘结剂在紫外光长期照射下，变黄老化，从而提高器件的寿命。在紫外固化胶固化后，在封盖和承载体之间的剩余的缝隙内点涂硅胶，粘结剂通过底部采用紫外固化胶完成快速固化过程，外部使用硅胶以隔绝小分子物质，结合了紫外固化胶和硅胶的特性，提高了器件的气密性和稳定性。附图说明图1、2、3为UVLED器件的不同实施例示意剖面图；图4为上表面具有三棱锥阵列的第二凸台剖面图；图5为上表面具有柱状阵列的第二凸台剖面图；1-承载体；2-UVLED芯片；3-硅流体；4-紫外固化胶；5-封盖；6-硅胶；7-封装体；8-UV光源；101-第一凸台；102-第二凸台；501-第三凸台；502-第四凸台；h1-第一凸台的高度；h2-第二凸台的高度。具体实施方式在下文中，将参照附图来描述实施方案。然而，以下所述的实施方案可以以各种形式进行修改，并且本公开内容的范围不限于实施方案。提供本公开内容的实施方案来向本领域普通技术人员充分地描述本公开内容。此外，空间相关的术语(例如“第一”或“第二”和“上”或“下”)在本文中可以用于在无需要求或包括元件或特征之间的物理或逻辑关系或者元件或特征的顺序的情况下，使描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系的描述方便。在图中，为了描述便利和简明起见，各层的厚度或尺寸被放大、省略或示意性示出。另外，各构成元件的尺寸或面积未完整反映其实际尺寸。实施例1如图1，一种具有高光效和高可靠性的UVLED器件，包括承载体1、UVLED芯片2、硅流体3、粘结剂(包括紫外固化胶4和硅胶6)和封盖5，所述承载体1四周向上形成第一围坝(第一围坝高1mm，宽1mm)以使所述承载体1成为碗杯形状，所述UVLED芯片2固定于所述承载体1底部中间的焊盘上，所述第一围坝上表面具有第一凸台101和第二凸台102，第二凸台102高度h2为0.03mm，宽为0.03mm，所述第一凸台101高0.2mm，宽0.2mm，所述第一凸台101与所述第二凸台102之间具有第一凹槽，所述粘结剂充满所述第一凹槽，并覆盖所述第一凸台101和所述封盖5侧面，所述封盖5位于第二凸台102上并被所述第一凸台101包围，所述承载体1与所述封盖5通过粘结剂粘结以形成密闭的腔体，所述硅流体3填满所述腔体，所述粘结剂包含紫外固化胶4和硅胶6，所述硅胶6覆盖于所述紫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高光效和高可靠性的UV LED器件，其特征在于，包括UV LED芯片、承载体、粘结剂、封盖和硅流体，所述UV LED芯片固定于所述承载体底部中间的焊盘上，所述承载体与所述封盖通过粘结剂连接以形成密闭的腔体，所述硅流体填满所述腔体，所述粘结剂包含紫外固化胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有高光效和高可靠性的UVLED器件，其特征在于，包括UVLED芯片、承载体、粘结剂、封盖和硅流体，所述UVLED芯片固定于所述承载体底部中间的焊盘上，所述承载体与所述封盖通过粘结剂连接以形成密闭的腔体，所述硅流体填满所述腔体，所述粘结剂包含紫外固化胶。


2.根据权利要求1所述的一种具有高光效和高可靠性的UVLED器件，其特征在于，所述承载体四周向上形成第一围坝以使所述承载体成为碗杯形状，所述第一围坝上表面具有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台之间具有第一凹槽，所述粘结剂充满所述第一凹槽。


3.根据权利要求2所述的一种具有高光效和高可靠性的UVLED器件，其特征在于，所述第一凸台高于所述第二凸台，在所述第二凸台上表面均设置有纳米级三棱锥阵列或纳米级柱状阵列。


4.根据权利要求1所述的一种具有高光效和高可靠性的UVLED器件，其特征在于，所述封盖四周向下形成第二围坝以使所述封盖成为碗杯形状，所述第二围坝上表面具有第三凸台和第四凸台，所述第三凸台与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雷蒙，杨丹，葛鹏，刘芳，
申请(专利权)人：华引芯武汉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42